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秦岭地区有机气溶胶物种分子组成特征及人为污染物的影响

生物源气溶胶；化学分子组成；人为污染物；芳香族化合物；超高分辨率质谱

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.9 大气二次有机气溶胶

森林生态系统产生的生物源有机气溶胶是大气颗粒物的重要组分。生物源有机气溶胶与人为污染物的作用造成气溶胶气候环境效应的极大不确定性，然而缺乏较为系统的理解。秦岭地处我国大陆中部，是各种环境因子的重要交汇和过渡地带。秦岭地区植被覆盖广阔，但目前对于生物源有机气溶胶特征及其与人为污染物相互作用的认识还十分有限，亟需开展深入研究。本研究于2021–2022年在秦岭北麓地区采集了夏、冬两季的大气细颗粒物滤膜样品，使用超高效液相色谱串联静电场轨道阱超高分辨率质谱手段，对有机气溶胶化学物种组成进行了分子层面的系统表征和分析，旨在揭示秦岭地区有机气溶胶的化学物种分子组成特征，阐明人为污染物对有机气溶胶形成的影响作用。研究结果显示，夏季和冬季有机气溶胶的化学物种组成及分子结构特征存在明显的季节性差异，其中冬季有机物种数量和峰面积信号强度均高于夏季，并且以芳香族分子结构的CHON、CHOS和CHONS等有机物种为主，可能与冬季周边农村和城市地区较高浓度的人为污染物SO₂、NO_x及其氧化产物等有关。夏季有机物分子的氧化程度较高、不饱和度较低，可能主要是夏季较强的光化学氧化反应所致。有机示踪物的峰面积信号强度变化趋势显示，冬季受人为源的影响较大，而夏季主要是生物源的贡献。本研究结果证实了人为污染物对秦岭地区有机气溶胶化学物种组成以及分子结构特征的重要影响，为准确认识人类活动对自然生态系统的影响及其反馈作用提供科学依据。